Черный карбид кремния (SiC) — это синтетический материал с высокой твердостью, высокой износостойкостью, высокой термостойкостью и отличной химической стабильностью. Он в основном изготавливается из кварцевого песка, нефтяного кокса и другого сырья, выплавленного в высокотемпературной электропечи. Он имеет широкий спектр применения, охватывающий множество промышленных областей. Ниже приведены основные области применения:
—
1. Абразивы и режущие инструменты
— Абразивные материалы: Черный карбид кремния широко используется в производстве шлифовальных кругов, наждачной бумаги, шлифовальных головок и т. д. благодаря своей высокой твердости (твердость по Моосу 9,2). Подходит для шлифования материалов низкой прочности, таких как стекло, керамика, камень и чугун.
— Режущие инструменты: В качестве сырья для отрезных дисков используется в обработке камня, резке металла и других областях, особенно подходит для резки хрупких материалов.
—
2. Огнеупорные материалы
— Высокотемпературные промышленные применения: Высокая термостойкость черного карбида кремния (температура плавления около 2700 ℃) делает его идеальным материалом для футеровки печей, огнеупорных кирпичей и литейных изделий. Он используется в высокотемпературном оборудовании в металлургии, керамической, стекольной и других отраслях промышленности.
— Коррозионная стойкость: Отличные характеристики в условиях высоких температур и химической коррозии (например, сталеплавильные печи).
—
3. Износостойкие и ударопрочные детали
— Промышленные износостойкие детали: используются для изготовления механических уплотнительных колец, пескоструйных сопел, деталей буровых насосов и т. д., подходят для суровых условий, таких как горнодобывающая и химическая промышленность.
— Пуленепробиваемые материалы: благодаря высокой твердости и ударопрочности его можно комбинировать с другими материалами для создания защитного снаряжения.
| ТИПИЧНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ | ТИПИЧНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА | ||
| SiC | ≥98% | Твёрдость: | Моос:9.15 |
| SiO2 | ≤1% | Температура плавления: | Возгоняется при 2250 ℃ |
| Н2О3 | ≤0,5% | Максимальная рабочая температура: | 1900℃ |
| Fe2O3 | ≤0,3% | Удельный вес: | 3,2-3,45 г/см3 |
| ФК | ≤0,3% | Насыпная плотность (LPD): | 1,2-1,6 г/см3 |
| Магнитное содержимое | ≤0,02% | Цвет: | Черный |
| Форма частиц: | Шестиугольный | ||
—
4. Электроника и полупроводники
— Подложка для электронных компонентов: Хотя чистота черного карбида кремния ниже, чем у зеленого карбида кремния, его по-прежнему используют для изготовления электронагревательных элементов (например, резистивных нагревательных стержней), подложек для отвода тепла в печатных платах и т. д.
— Вспомогательные материалы для полупроводников: в фотоэлектрической промышленности его используют в качестве абразивной суспензии для резки кремниевых пластин с целью повышения эффективности резки.
—
5. Керамика и композитные материалы
— Армирующие материалы: в качестве добавки к керамическим или металлическим композитным материалам он улучшает прочность, износостойкость и устойчивость к высоким температурам материала и используется в аэрокосмической промышленности, автомобильных тормозных колодках и т. д.
—
6. Химическая и экологическая защита
— Коррозионностойкое оборудование: используется для облицовки реакторов и трубопроводов для защиты от сильной кислотной и щелочной коррозии.
— Фильтрующие материалы: используются в качестве фильтрующих сред при высокотемпературной очистке дымовых газов, например, фильтрующие элементы пылеуловителей.
—
7. Другие области применения
— Обработка ювелирных изделий: используется для резки и полировки драгоценных камней.
— Материалы для покрытий: используются в качестве износостойких и коррозионно-стойких покрытий на металлических поверхностях.
Отличие от зеленого карбида кремния
Черный карбид кремния имеет более низкую чистоту (около 95% -98%) и более низкую стоимость и подходит для сценариев с низкими требованиями к чистоте; зеленый карбид кремния имеет более высокую чистоту (≥99%) и немного лучшую твердость и в основном используется для прецизионной обработки твердого сплава, полупроводниковых чипов и т. д.
Короче говоря, черный карбид кремния играет важную роль в промышленном производстве, новых материалах, энергетике и других областях благодаря своим уникальным свойствам и является ключевым материалом для повышения эффективности и долговечности.
Распределение размеров черного карбида кремния
| Обозначение зернистости | Средний диаметр в мкм |
| Ф12 | 1765 |
| Ф14 | 1470 |
| Ф16 | 1230 |
| Ф20 | 1040 |
| Ф22 | 885 |
| Ф24 | 745 |
| Ф30 | 625 |
| Ф36 | 525 |
| Ф40 | 438 |
| Ф46 | 370 |
| Ф54 | 310 |
| Ф60 | 260 |
| Ф70 | 218 |
| Ф80 | 185 |
| Ф90 | 154 |
| Ф100 | 129 |
| Ф120 | 109 |
| Ф150 | 82 |
| Ф180 | 69 |
| Ф220 | 58 |
| Размер зерна JIS | D0(Микрон) | D3(Микрон) | D50(Микрон) | D94(Микрон) |
| #240 | ≤ 127 | ≤ 103 | 57,0±3,0 | ≥ 40 |
| #280 | ≤ 112 | ≤ 87 | 48,0±3,0 | ≥ 33 |
| #320 | ≤ 98 | ≤ 74 | 40,0±2,5 | ≥ 27 |
| #360 | ≤ 86 | ≤ 66 | 35,0±2,0 | ≥ 23 |
| #400 | ≤ 75 | ≤ 58 | 30,0±2,0 | ≥ 20 |
| #500 | ≤ 63 | ≤ 50 | 25,0±2,0 | ≥ 16 |
| #600 | ≤ 53 | ≤ 41 | 20,0±1,5 | ≥ 13 |
| #700 | ≤ 45 | ≤ 37 | 17,0±1,5 | ≥ 11 |
| #800 | ≤ 38 | ≤ 31 | 14,0±1,0 | ≥ 9,0 |
| #1000 | ≤ 32 | ≤ 27 | 11,5.±1,0 | ≥ 7,0 |
| #1200 | ≤ 27 | ≤ 23 | 9,5±0,8 | ≥ 5,5 |
| #1500 | ≤ 23 | ≤ 20 | 8,0±0,6 | ≥ 4,5 |
| #2000 | ≤ 19 | ≤ 17 | 6,7±0,6 | ≥ 4.0 |
| #2500 | ≤ 16 | ≤ 14 | 5,5±0,5 | ≥ 3,0 |
| #3000 | ≤ 13 | ≤ 11 | 4,0±0,5 | ≥ 2.0 |
| #4000 | ≤ 11 | ≤ 8.0 | 3,0±0,4 | ≥ 1,8 |